Kweekomstandigheden

Een micro-organisme moet niet alleen de voor zijn stofwisseling nodige stoffen in het medium (zie algemeen medium) hebben en geschikte atmosfeer (zie leven met of zonder zuurstof) , maar ook de kweekomstandigheden moeten aan de behoeften en mogelijkheden van het micro-organisme worden aangepast. Men zal kiezen voor de meest geschikte kweekomstandigheden, in de meeste gevallen die omstandigheden waarbij het micro-organisme het snelste groeit. Soms kiest men juist die omstandigheden waarbij het gezochte micro-organisme nog wel groeit maar andere micro-organismen niet (meer). 

Voor  deze omstandigheden is er een optimum, hier groeit het micro-organisme het best (snelst), een minimum de laagste waarde waarbij nog groei mogelijk is en het maximum, de waarde waarboven geen groei meer  mogelijk is.


De zuurgraad
Elk micro-organisme heeft een bepaalde pH nodig voor de groei. De pH is een maat voor de zuurgraad van een milieu; de schaal loopt van 0 tot 14. Beneden de 7 is het zuur, boven de 7 basisch, Hoe lager de pH, hoe zuurder het milieu. De meeste bacteriesoorten groeien het beste bij een pH van 7. Maar tussen 6 en 8 is de groei van bijna alle micro-organismen mogelijk, omdat de daarvoor nodige enzymen in dit gebied het beste werkzaam zijn.
Beneden pH 6 wordt de groei van de meeste micro-organismen geremd.Heel erg belangrijk is met welk zuur de pH verlaagd is. Is dat een organisch zuur als melkzuur of azijnzuur dan remt dit de groei sterker af (dan het geval is met zoutzuur) en kunnen bacteriën zelfs afsterven.
Micro-organismen die ook nog bij lagere pH-waarden (van 4 en 5) kunnen groeien zijn de azijnzuurbacteriën,  melkzuurbacteriën en de schimmels en gisten.

Temperatuur
De snelheid van chemische reacties is afhankelijk van de temperatuur. Bij een lage temperatuur verlopen reacties erg langzaam, dit geldt ook voor de stofwisseling. In een diepvries vindt geen groei plaats, in een koelkast kunnen sommige micro-organismen al gaan groeien. Chemische reacties en dus ook de stofwisseling verlopen in eerste instantie sneller als de temperatuur stijgt. Bij een hogere temperatuur zal dan ook de groei sneller verlopen.
Deze stijging blijft niet voortduren. Vanaf een bepaalde temperatuur gaan de hittegevoelige enzymen (eiwitten) minder goed werken en uiteindelijk sterven de cellen af.
De laagste temperatuur waarbij nog groei plaatsvindt heet de minimuntemperatuur. De hoogste temperatuur waarbij nog groei mogelijk is heet de maximumtemperatuur. De temperatuur waarbij de groei het snelst verloopt heet de optimumtemperatuur.

Grafiek die het verband tussen temperatuur en groeisnelheid aangeeft:

groei-temperatuur grafiek

Elk micro-organisme heeft zijn eigen minimum, maximum en optimumtemperatuur.

Komt een micro-organisme onder het minimum dan ligt de stofwisseling stil maar na opwarming boven het minimum gaat de groei weer verder. De bacterie blijft dus in leven!

Boven de maximumtemperatuur is het riskanter, hier gaan eiwitten kapot en dat is niet terug te draaien. Zijn alle eiwitten kapot dan is het micro-organisme dood.

Afhankelijk van de ligging van het optimum spreekt men van thermofiele , mesofiele en psychrofiele micro-organismen.

Thermofiele micro-organismen treft men aan in warme milieus waar ze als er voedingsstoffen aanwezig ( composthoop) zijn razendsnel kunnen groeien. De thermofiele bacteriën groeien het beste boven de 45 graden celcius.

Mesofiele micro-organismen treft men vrijwel overal aan. Ze zijn wat temperatuur betreft ook aangepast aan de lichaamtemperatuur van mens (en warmbloedige) dieren. 

Psychrofiele micro-organismen treft men alleen in koude milieus aan, van nature komem ze voor in gebieden met een koud klimaat.

Dit geldt niet voor micro-organismen met een breed optimum van ca 20 -30 °C welk ook nog goed in staat om nog bij lage (koelkast) temperaturen te groeien. Deze micro-organismen worden psychrotroof (koudetolerant) genoemd. Zo treft men de laatste jaren steeds meer psychrotrofe stammen van Bacillus cereus aan. Een andere beruchte bacterie die ook bij lage temperaturen groeit is Listeria monocytogenes. 

Er bestaan ook thermotrofe micro-organismen welke ook een breed optimum hebben maar dan aan de hoge kant van ca 37-47 °C.

De verschillende groepen staan hieronder nog eens in een tabel:

type    minimum optimum maximum
psychrofiel  - 15 10-15  18-20
psychrotroof  - 5 20-30  35-40
mesofiel +5-10 30-37 ca 45
thermotroof 10 37-47 ca 50
thermofiel  25-45 50-80 60-85

Hyperthermofiel
In hete bronnen op de oceaanbodem wordt heet water naar buiten gespoten, met temperaturen van boven de 200 °C
Hier leven bacterien en archae die bij temperaturen ver boven de 100 °C kunnen leven. Deze organismen met een optimun boven de 80 °C worden hyperthermofiel genoemd.


Kwaliteitscontrole

Om micro-organismen bij de vereiste temperatuur te laten groeien gebruikt men een broedstoof of een waterbad. Laboratoria controleren en registreren de temperaturen van deze apparaten continue , dit in verband met de kwaliteitscontrole waarbij het verplicht is om (ook achteraf) aan te tonen dat een bepaling bij de voorgeschreven temperatuur is uitgevoerd. Is er een storing dan kan men snel ingrijpen en in ieder geval de afwijkende uitslagen verklaren.